講解了PWM轉DAC如何實現(xiàn)，現(xiàn)在講PWMZ轉DAC如何搭建電路

首先我們看一下脈沖信號的頻譜，根據(jù)傅立葉變換，周期為T的脈沖信號可以分解為多個單頻率的信號的疊加，最小的頻率分量為1/T，有興趣的同學可以通過Matlab自己做一下分析。

比如，我們對幅度為3.3V、周期為10uS（頻率100KHz）、占空比為50%的脈沖信號（此時為方波）進行FFT變換，可以得到1.65V的直流分量、100KHz、300KHz（3次諧波）、500KHz（5次諧波）。。。等頻率分量，最小的交流頻率為100KHz。

占空比為50%的脈沖信號的波形

占空比為50%的脈沖信號的頻譜分量

改變占空比呢？來看看占空比為10%和90%的脈沖波形經(jīng)過FFT之后的交流頻率分量

占空比為10%的脈沖的頻率分量

占空比為90%的脈沖的頻率分量，只是直流分量不同，交流部分與10%的相同

從以上簡單的分析可以看出，無論占空比是多少，脈沖波形除了直流分量以外，交流部分的最低頻率都為脈沖的重復頻率100KHz上，在DC和脈沖重復頻率100KHz之間一馬平川，光禿禿的。

因此，如果要得到直流分量，只需要去掉100KHz以上的頻譜能量就可以了。最簡單的方法就是通過由一個電阻R和一個電容C構成的一階低通濾波器，其截止頻率為：

我們要得到的是直流分量，濾除的是100KHz以上的頻率，因此只要截止頻率在100KHz以內(nèi)，并且能對100KHz以上的所有頻譜都有較好的抑制，就能夠得到比較好的DC輸出。

LPF電路構成和頻率響應

RC電路的時域響應

可以想象，截止頻率越高，越是接近要濾除的頻率（比如50KHz之于100KHz），該濾波器對100KHz的濾波效果就較差，就會有一定量的殘余能量出現(xiàn)在濾波器的輸出端，如下圖，也就是輸出的波形紋波比較高。

對脈沖頻率為100KHz的信號進行截止頻率為50KHz的低通濾波得到的輸出信號，紋波比較高

如果降低截止頻率，越是接近直流，從而距離要濾除的頻率越遠，比如針對100KHz的脈沖頻率選擇1KHz作為LPF的截止頻率，則在100KHz處可以達到非常高的抑制度，100KHz的殘留就非常小，也就是在輸出的直流信號上的紋波可以變得很小，見下圖

截止頻率為1KHz的低通濾波器的建立時間很長 ～ 1ms

但卻出現(xiàn)了另外一個問題 - 需要花費很久的時間（學名叫建立時間 setting time）才能達到應該達到的DAC的直流值。原因就是fc低，意味著RC更高，也就是充電的時間常數(shù)變得很長 - R增大意味著對C進行充電的電流變小，要對C沖電到一定的值花費的時間也就更久。

因此這就出現(xiàn)了一個讓人糾結的選擇：

• 選擇較低的截止頻率 - 較低的紋波，較長的建立時間
• 選擇較高的截止頻率 - 較大的紋波，較快地建立時間

你會說一階不夠，要不多用幾階濾波器，加上電感或者有源的運放來進行低通濾波，這確實能改善濾波的效果，但 – 電路的復雜度增加、元器件成本增加了，且改善有限。

那不增加電路的復雜程度，還是只用這一個R和一個C是否能夠改善性能呢？

答案是肯定的，其實也很簡單 - 把交流分量的頻率踢得遠遠的，在保持較低的時間常數(shù)（建立時間短）的情況下，將LPF的截止頻率fc和要濾除的脈沖重復頻率之間的間隔盡可能的拉開，比如將100KHz的重復頻率給升到10MHz（出去100倍），占空比不變，如果用原來的50KHz的濾波器，到了10MHz的地方怎么也把10MHz以上的頻率給消滅的只剩下一點渣了?？聪聢D，直流建立時間大約為15μs， 紋波變得只有25mV左右了。

用截止頻率為50KHz的RC得到的建立時間大約為15μs

用截止頻率為50KHz的RC對10MHz的脈沖信號進行LPF得到的紋波

是不是很神奇？其實理論依據(jù)很簡單，自己把低通濾波器的頻響曲線畫一下就很容易理解了。

到這里我們就應該知道如何設計自己的PWM系統(tǒng)的各項參數(shù)來構造一個簡單好用的DAC。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-471080.html

到了這里，關于【電子電路】（2）PWM轉DAC如何實現(xiàn)參數(shù)選擇的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！